3.1.6. Ремонт подшипников качения

Подшипники качения в машиностроении применяют значительно ча­ще, чем подшипники скольжения, так как они занимают меньше места, не требуют дефицитных сплавов и индивидуальной подгонки к валу, а также уменьшают потери на трение в 1,5–2 раза.

Подшипник качения состоит из наружной и внутрен­ней обойм, шариков (тел качения) и сепаратора, в котором удерживаются тела качения.

Об исправном состоянии и работоспособности подшипников ка­чения можно судить, наблюдая за их работой. Поэтому до вывода механизма в ремонт необходимо проверить работу подшипников, (нет ли стуков, шума, вибрации, чрезмерного нагрева).

Перед разборкой подшипников снимают термометры, а также маслоуказательные стекла и трубопроводы охлаждения (если они имеются). Отверстия закрывают деревянными пробками (но не тряпками, паклей и т.д).

При ремонте подшипников возможны два случая: когда не тре­буется разборка подшипников или замена других узлов механиз­ма и когда необходимо разобрать механизм и снять с вала под­шипники. В первом случае вскрывают крышки корпусов подшип­ников, очищают подшипники от смазки, промывают бензином и ос­матривают. Если найдены дефекты, для проверки или устранения которых необходимо снять подшипники, подшипниковые узлы раз­бирают. Во втором случае очистку, промывку и осмотр подшипни­ков производят после их снятия.

При осмотре подшипников качения проверяют состояние тел качения, сепараторов и обойм, размер радиального и осевого за­зоров в подшипнике, плотность посадки внутренней обоймы на вал и внешней обоймы в корпус подшипника, осевые зазоры внешней обоймы в корпусе. Одновременно следят за состоянием посадоч­ных мест на вале и в корпусе, а также опорных заплечиков вала и корпуса.

Результаты осмотра и измерений определяют объем ремонта или необходимость замены подшипника. Для определения степени износа подшипников замеряют радиальные зазоры между телами качения и обоймой (радиальным зазором называют сумму зазо­ров по одному диаметру между телами качения и обоймами). Наи­более удобно радиальный зазор замерять между телами качения и наружной обоймой в верхней части подшипника, когда остальные зазоры по этому диаметру равны нулю, т. е. когда тела качения и внутренняя обойма смещены до отказа вниз.

Различают три вида радиальных зазоров: начальный, посадоч­ный и рабочий. Суммарный радиальный зазор у нового подшипни­ка, не находившегося в эксплуатации, называется начальным. После посадки подшипника на вал (или посадки с натягом в корпус) начальный зазор уменьшается и называется посадочным. Уменьшение ради­ального зазора при правильной посадке составляет 0,01–0,05 мм. Рабочим называется зазор в подшипнике, который находился в эксплуатации. Вследствие износа поверхностей рабочий зазор, характеризующий степень износа подшипника, больше посадочного. Рабочий зазор подшипников в механизмах котельных цехов может в несколько раз превосходить начальный зазор если у подшипника нет других признаков износа.

Посадка с натягом осуществляется обычно на деталь, вал или корпус, которые вращаются. Установка подшипника на вторую деталь (не вращающуюся) осуществляется с зазором. Натяги предохраняют вращающуюся деталь от проворачивания в подшип­нике и износа посадочного места, а зазоры между подшипниками и неподвижной деталью облегчают работу подшипника и увеличи­вают его долговечность. Эти зазоры компенсируют тепловое рас­ширение подшипника и позволяют внешней обойме поворачивать­ся, чтобы износ ее беговой дорожки был равномерным.

Подшипники вращающихся механизмов котельных агрега­тов насаживаются на вал с натягом. Поэтому внутренняя обойма подшипника должна прочно сидеть на валу, а на посадочных мес­тах не должно быть следов проворачивания. Прочность посадки проверяют легкими ударами молотка через деревянную наставку (не должно быть смещения внутренней обоймы подшипника во­круг и вдоль шейки вала).

Зазор между внешней обоймой подшипника и корпусом должен быть от 0,05 до 0,1 мм в зависимости от диаметра обоймы. Посад­ку внешней обоймы подшипника проверяют, измеряя зазор щупом, а у разъемных корпусов – по свинцовым оттискам. Убедиться в том, что внешняя обойма не зажата в корпусе, можно проворачи­вая ее вручную или по следам краски с обжатием обоймы крыш­кой у разъемного корпуса.

Осевые зазоры внешней обоймы в корпусе подшипника обеспе­чивают возможность расширения, как вала, так и самого подшип­ника. В опорно-упорном подшипнике суммарный (по обе стороны) осевой зазор должен быть в пределах 0,1–0,2 мм. У опорного под­шипника осевые зазоры устанавливают по чертежу с учетом рас­ширения вала.

Ремонт подшипниковых узлов с подшипниками качения анало­гичен ремонту корпусов с подшипниками скольжения: проверяют чистоту каналов охлаждения и чистоту внутренних поверхностей, ремонтируют системы охлаждения и смазки (если они имеются), восстанавливают уплотнения. При ослабленной посадке внутрен­ней обоймы на вал подшипник снимают, а шейку наплавляют и протачивают или на нее насаживают с натягом втулку. Если обна­ружится зажатие внешней обоймы в корпусе, корпус подшабривают.

Ржавчину на шлифованных поверхностях подшипников качения удаляют пастой ГОИ или оксидом хрома, разведенным в чистом турбинном масле до незначительной густоты. При этом используют мягкие материалы (войлок, фетр и др.). На нешлифованных поверхностях ржавчину можно удалять наждачным полотном, смоченным в ке­росине. После зачистки подшипники тщательно промывают в бен­зине и вытирают насухо. При износе или других крупных дефек­тах подшипники заменяют. Восстановительный ремонт подшипни­ков качения производят на специальных заводах.

Рассмотрим правила установки подшипников качения. Шари­ковые и роликовые подшипники изготовляют с очень небольшими зазорами между обоймами и телами качения, поэтому к правиль­ности их установки на вал и в корпус предъявляют высокие требо­вания. Правильная установка обеспечивает длительную работу подшипника, а неправильная ведет к его быстрому износу или пол­ному разрушению.

Допускаемые отклонения на диаметр отверстия внутренней обоймы подшипников направлены в минусовую сторону от номи­нального диаметра. Поэтому подшипники на вал устанавливают с большими натягами (или меньшими зазорами), чем при обычных соединениях вала с отверстиями, когда отверстия выполнены с до­пускаемыми отклонениями в плюсовую сторону.

Замерив посадочные места подшипника, замеряют посадочные места на валу и в корпусе и определяют соответствие натягов и зазоров нормам. При этом также проверяют точность и шероховатость обработки посадочных мест вала и корпуса, высоту и перпенди­кулярность заплечиков для упора обойм подшипников. Отверстия в корпусах под­шипников обрабатывают под скользя­щую посадку. Размеры зазоров опреде­ляют по таблице в зависимости от на­ружного диаметра подшипника.

Установку подшипников качения с на­тягом осуществляют либо механическим способом (ударами или запрессовкой), либо нагревом. В любом случае нельзя ударять молотком по обоймам подшип­ника, сепаратору, шарикам или роликам, а также производить запрессовку, передавая усилия через шарики, ролики или сепа­раторы. При посадке подшипников механическим способом уси­лие для запрессовки должно передаваться на ту обойму, кото­рая насаживается с натягом или через специаль­ную шайбу, распределяющую усилие на обе обоймы. При этом молотком ударяют по выколоткам из дерева или мяг­кого металла (медь, латунь), а также по отрезкам труб из мяг­кой стали.

Чтобы посадить подшипники на вал с натягом, их выдержива­ют в масляной ванне при температуре масла 80–100 °С. Диаметр отверстия подшипника, при этом, увеличивается на 0,08–0,09 мм на каждые 100 мм, что превышает натяг и позволяет установить подшипник без механических усилий. При установке подшипника с натягом корпус иногда про­гревают горячим воздухом или паром, что облегчает запрессовку.

Устанавливая подшипники, принимают меры против их перекоса на валу и в корпусе. Для этого при запрессовке с помощью молотка выколотку переставляют по окружности или по диамет­рально противоположным точкам, а наставки из труб устанавливают плотно к обойме подшипника. При отсутствии перекоса на запрессованном подшипнике обойма прилегает к заплечику вала без зазора по всей окружности. Зазор проверяют щупом (пластин­ка 0,03–0,05 мм). Посадочные места подшипника смазывают тонким слоем минерального масла.